Eigenschaftsorientierte Beschreibung der logischen Architektur eingebetteter Systeme

Automobile eingebettete Systeme sind komplexe verteilte Netzwerke, die aus zahlreichen Hardware- und Software-Teilsystemen bestehen. Viele Funktionalitäten sind verteilt und können erst durch das Zusammenwirken mehrerer Teilsysteme erbracht werden. Der logische Architekturentwurf, in dem die Spezifikation der Netzwerkarchitektur sowie der verteilten Funktionalitäten stattfindet, ist daher ein wesentlicher Bestandteil des Entwicklungsprozesses. Um den Qualitätssicherungsaufwand zu verringern und hohe Produktqualität zu erreichen, ist bereits beim Systementwurf eine Spezifikation von Verhalten und Funktionalitäten wichtig, die keine Mehrdeutigkeiten zulässt und gleichzeitig präzise Definition von Freiräumen für die weitere Systementwicklung ermöglicht.

David Trachtenherz entwickelt den Lösungsansatz der eigenschaftsorientierten Beschreibung der logischen Architektur eingebetteter Systeme, der eine präzise deklarative Spezifikation funktionaler Eigenschaften mit wählbarem Grad der Abstraktion für unterschiedliche Entwicklungsphasen und -ebenen ermöglicht. Die Erstellung funktionaler Spezifikationen wird in diesem Ansatz durch strukturierende und veranschaulichende Darstellungstechniken unterstützt. An einer industriellen Fallstudie wird die praktische Anwendung der vorgestellten Konzepte demonstriert.


Leseprobe:

Kapitel 8 Zusammenfassung und Ausblick (S. 266-267)

In der vorliegenden Arbeit befassten wir uns mit Beschreibungsmitteln für die logische Architektur von Softwaresystemen mit besonderem Hinblick auf eingebettete Systeme im Automobilbereich. Nun wollen wir ein Fazit ziehen. In dem Abschnitt 8.1 werden die Ergebnisse der Arbeit zusammengefasst. In dem Abschnitt 8.2 geben wir einen Ausblick auf zukünftige Arbeiten zur Weiterentwicklung der erarbeiteten Ergebnisse.

8.1 Zusammenfassung

Der Schwerpunkt der Arbeit lag auf der Entwicklung von Konzepten und Mitteln zur eigenschaftsorientierten Beschreibung der logischen Architektur eingebetteter Systeme, die neben der strukturellen und operationalen Systemspezi?kation die formal fundierte Spezi?kation funktionaler Eigenschaften in frühen Systementwicklungsphasen (insbesondere Grob- und Feinentwurf) mit wählbarem Abstraktionsgrad und unabhängig von einer operationalen Verhaltensspezi?kation ermöglichen.

Diese formale Spezi?kation kann im weiteren Verlauf der Systementwicklung zum einen als präzise Schnittstellenbeschreibung der Systemkomponenten dienen, und zum anderen zur frühen formalen Veri?kation bestimmter Systemeigenschaften noch vor der operationalen Implementierung des Systems verwendet werden, und damit zur Qualitätssicherung bereits zu einem Zeitpunkt, zu dem konventionelle Qualitätssicherung durch Testverfahren noch nicht möglich ist.

Ein wichtiger Vorteil dieser beiden Aspekte gegenüber informalen oder semi-formalen Spezi?kationsmitteln ist, dass sie zwar eine grundsätzlich präzisere Vorgehensweise bei der Systementwicklung möglich machen, sie jedoch nicht fest vorschreiben, sondern vielmehr neue Wege eröffnen, die zusätzlich zur traditionellen Entwicklung verfügbar sind:

• Eine formale Spezi?kation funktionaler Eigenschaften kann zusätzlich zur konventionellen informalen Spezi?kation durch Texte/Diagramme verwendet werden. Die formale und informale Spezi?kation ergänzen in diesem Fall einander: während die formale Spezi?- kation die Missverständnisse und fehlende Präzision der informalen ausräumt, dient die informale als Kommentar zur formalen Spezi?kation, die ihr Verständnis erleichtert.

• Eine formale Spezi?kation kann zur Unterstützung der konventionellen Qualitätssicherungsverfahren verwendet werden, beispielsweise durch Generierung von Testfällen aus einer deklarativen funktionalen Spezi?kation.

• Eine formale Spezi?kation kann schließlich zur formalen Veri?kation ausgewählter Systemeigenschaften verwendet werden. Dabei können je nach Form der formalen Spezi?kation sowie Entwicklungsstand des Systems unterschiedliche Veri?kationsverfahren (beispielsweise Theorembeweisen, Modelchecking, SAT-Solving u. v. m.) eingesetzt werden.

Die oben aufgeführten Möglichkeiten, die durch eine formale Spezi?kation funktionaler Eigenschaften eröffnet werden, können je nach Anforderungen an das zu entwickelnde System und insbesondere an die zu erzielende Qualität unabhängig voneinander für das Gesamtsystem oder ausgewählte Teilsysteme sowie für ausgewählte Aspekte des Verhaltens angewendet werden, so dass die formale Spezi?kation ?exibel in verschiedenen Ausbaustufen mit Hinblick auf den Spezi?kations- sowie gegebenenfalls Veri?kationsaufwand und die angestrebte Systemqualität eingesetzt werden kann.